高層民用建筑消防配電及火災自動報警系統的設計分析

摘要：針對高層民用建筑的消防系統供電方案，對電源的選擇與配置進行了全面闡述，并提出了優化建議。對火災自動報警系統的設計與實施進行了系統介紹，包括系統的基本組成、火災探測器的選擇與布置、報警控制器的功能及設置要求、聯動控制邏輯與信號反饋機制以及系統的調試與維護等內容。旨在深入探討高層民用建筑消防配電及火災自動報警系統的設計要點，以期為相關工程實踐提供有益的參考。

關鍵詞：高層民用建筑消防配電火災自動報警系統配電方式報警控制器

中圖分類號：TU892

DesignofFirePowerDistributionandAutomaticFireAlarmSystemforHigh-RiseCivilBuildings

WANGJunbin

HainanVocationalCollegeofPoliticsandLaw，Haikou，HainanProvince，571100China

Abstract：Inviewofthepowersupplyschemeforfireprotectionsystemsinhigh-risecivilbuildings，thispapercomprehensivelyelaboratesontheselectionandconfigurationofpowersources，andproposesoptimizationsuggestions.Asystematicintroductionisgiventothedesignandimplementationoftheautomaticfirealarmsystem，includingthebasiccompositionofthesystem，selectionandlayoutoffiredetectors，functionsandsettingrequirementsofthealarmcontroller，linkagecontrollogicandsignalfeedbackmechanism，aswellassystemdebuggingandmaintenance.Itaimstodeeplyexplorethedesignpointsoffirepowerdistributionandautomaticfirealarmsystemsinhigh-risecivilbuildings，inordertoprovideusefulreferencesforrelatedengineeringpractices.

KeyWords：High-risecivilbuildings;Firepowerdistribution;Automaticfirealarmsystem;Powerdistributionmethod;Alarmcontroller

隨著城市化進程的加快，高層民用建筑的數量日益增多，消防安全問題也愈發受到關注。消防配電和火災自動報警系統作為保障建筑安全的重要組成部分，其設計的合理性與可靠性直接關系到人們的生命財產安全。

1常見的消防配電方式分析

1.1放射式配電系統

放射式配電系統以其高度的可靠性和靈活性而著稱。在此系統中，電源從配電中心直接放射到各個消防負載，確保每個負載都有獨立的電源線路（如圖1所示）。這種方式的優點在于，任何一條線路的故障都不會影響其他線路的供電，大大提高了系統的穩定性。由于每條線路獨立，可以根據實際需要靈活調整線路的負載和容量。放射式配電系統的缺點在于其較高的成本和維護復雜性。

1.2樹干式配電系統

樹干式配電系統采用一條主干線路，多個分支線路從主干線路上引出，為各個消防設備供電（如圖2所示）。這種方式的主要優點是成本較低，布線簡單，便于維護。然而，其缺點也顯而易見：一旦主干線路出現故障，將影響整個系統的供電。由于多個設備共享同一條線路，可能存在電壓波動和干擾問題。

1.3混合式配電系統

混合式配電系統結合了放射式和樹干式的優點（圖3所示）。在關鍵設備上采用放射式供電，確保重要設備的穩定運行；而在非關鍵設備上則采用樹干式供電，以降低成本和布線復雜度[1]。這種方式的挑戰在于如何合理劃分關鍵設備和非關鍵設備，以及如何確保兩種配電方式的無縫銜接。

1.4鏈型供電系統

鏈型供電系統是一種較為特殊的配電方式，它采用串聯的方式為設備供電。這種方式的優點在于可以簡化布線結構，減少電纜的使用量（如圖4所示）。其缺點也非常明顯：一旦某個設備出現故障，將影響整個鏈路的供電。鏈型供電系統對設備的可靠性和穩定性要求極高[2]。

2高層民用建筑消防電源的選擇與配置

在規劃高層民用建筑的消防系統供電方案時，消防電源的選擇和布局顯得尤為重要。為確保電源的穩定性、可靠性和持久性，高層民用建筑普遍傾向于選擇雙路電源系統，即主電源和備用電源并存，從而確保在主電源失效的情況下，備用電源能迅速接管，保證消防系統的持續運行。

以某高層住宅項目為例，該項目采用了兩臺完全獨立的變壓器，分別負責主電源和備用電源的供應。通過高效的自動切換機制，實現了電源的即時、無縫轉接，為消防系統提供了不間斷的電力支持。這座高達25層的住宅建筑，不僅地下兩層設有車庫、倉庫及設備間，地上部分還融合了商業和居住功能，屬于一類高層建筑。

該項目的主電源采用的是10kV市政電力，備用電力則是發電機室內配置的柴油發電機組以確保電力供應的不間斷性。市政電力線路通過地下敷設，與位于地下一層的住宅區配電中心相連，在此分出一條10kV的電力線路，專為同層的商業區配電中心供電。為滿足建筑的電力需求，地下一層特別設立兩個獨立的配電站，分別專職服務于住宅區和商業區的電力分配。

在電力配送環節，該項目將10kV市政電力通過變壓器調整至380V/220V以適應建筑內部使用。其供電體系融合輻射式、干線式及復合式等多種布局策略，以提高供電的靈活性和可靠性。特別是對于消防安全系統，包括消防控制中心裝備、消防給水泵、噴淋系統泵、消防電梯以及防排煙系統等至關重要的消防負載，均采用更為穩固的輻射式供電模式，確保在緊急情況下這些關鍵設備的電力供應萬無一失。

為確保在緊急情況下的電力供應，該項目配備了應急柴油發電機組，其常載功率高達660kW。在關鍵時刻，這臺發電機組能通過放射式為消防負荷提供穩定的電力，從而確保消防系統的正常運行。

3火災自動報警系統的設計與實施

3.1火災自動報警系統的基本組成

火災自動報警系統主要由火災探測器、報警控制器、傳輸線路和報警裝置等部分組成。這些組件協同工作，形成一個完整的火災監控和報警網絡。火災探測器負責實時監測環境，一旦檢測到火災跡象，就會觸發報警信號[3]。

3.2火災探測器的選擇與布置

火災探測器的選擇至關重要，它應根據保護區域的具體特征和潛在的火災類型進行精心挑選（如表1所示）。舉例來說，對于那些煙霧頻發的區域，感煙探測器無疑是最佳選擇，因其對煙霧的靈敏度極高。而在溫度波動較大的環境中，感溫探測器則更為適用，因為它能準確感應到異常的溫度變化。必須全面考慮空間的高度、面積以及可能存在的遮擋物等多個因素，從而確保探測器的探測范圍能夠覆蓋到保護區域內的每個角落。

3.3報警控制器的功能及設置要求

報警控制器堪稱火災自動報警系統的核心“大腦”。其主要負責接收并處理來自火災探測器的信號，然后基于預設的邏輯來決定是否需要啟動報警[4]。這就要求報警控制器必須具有高度的可靠性和穩定性。同時，為了方便人員操作與維護，其安裝位置也需精心選擇。此外，報警控制器還需配備與消防中心或其他應急響應系統相連接的通信接口。

以某工程的1#樓第14層多功能廳為例，該廳長33m，寬20m，層高達到15m。根據《火災自動報警系統設計規范》（GB50116—2013）的第12.4.1條規定，對于高度超過12m的空間，推薦同時采用兩種或更多種類的火災探測器以增強火災監測能力。

考慮到這類高大空間的多功能廳，其煙氣不易聚集的特點，采用了主動探測與被動探測相結合的方式。選擇吸氣式感煙火災探測器和線型光束感煙火災探測器的組合顯得更為合理和有效[5]。經過詳細計算，在距頂板1.5m和距地面6m的位置各設置了一組線型光束感煙火災探測器，同時在多功能廳上空安裝了吸氣式感煙火災探測器，以滿足火災監測的需求。

3.4聯動控制邏輯與信號反饋機制

火災自動報警系統通常與其他消防系統（如噴淋系統、排煙系統等）聯動。當火災探測器發出報警信號時，報警控制器會根據預設的聯動邏輯啟動相應的消防設備[6]。同時，系統還應具備信號反饋機制，以便消防中心或現場人員能夠實時了解系統的運行狀態和火災的實際情況。

3.5火災自動報警系統的調試與維護

在系統安裝完成后，應進行全面的調試，確保每個探測器、報警器和聯動設備都能正常工作。此外，定期的維護和檢查也是必不可少的，包括清潔探測器、檢查線路連接、更新軟件版本等。這些措施可以確保火災自動報警系統在關鍵時刻能夠可靠地發揮作用。

4結論

高層民用建筑消防配電及火災自動報警系統的設計是一項復雜而重要的任務。在選擇消防配電方式時，應根據具體需求和場景進行權衡，以找到最適合的方案；在消防系統供電方案的設計中，應注重電源的選擇與配置、備用電源及應急照明系統的設計以及配電線路的保護與敷設方式等方面；火災自動報警系統的設計與實施也是確保建筑安全的關鍵環節，需要特別注意火災探測器的選擇與布置、報警控制器的功能及設置要求以及系統的調試與維護等方面。

參考文獻

[1]鄧捷.高層民用建筑通風空調系統防火排煙措施初探[J].住宅產業，2023（9）：90-92.

[2]安晶，張立寧，龐曉娜，等.基于未確知聚類的高層建筑防火風險評估系統[J].消防科學與技術，2022，41（7）：942-945，950.

[3]車騰騰，王家良.關于《消防給水及消火栓系統技術規范》3.5.3條規定的思考[J].給水排水，2023，59（7）：108-111.

[4]李程.淺談防排煙系統相關規范的歷史沿革[J].中國設備工程，2024（3）：256-258.

[5]王深忱.建筑消防設施的現狀、問題及對策探究：以浙江省紹興市為例[J].今日消防，2023，8（9）：30-32.

[6]高大偉.建筑電氣施工中火災自動報警系統的安裝技術[J].工程建設與設計，2024（5）：48-50.